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问题 1:我正在尝试命名每个线程,以便它可以在整个程序中使用,但收到错误,例如“对非类类型 'pthread_t' 的 'planes[t]' 中的成员 'fid' 的请求。它是指使用planes[t].tid 或使用planes[t].startState。我不确定如何为每个单独的线程获取/保存这些值。

问题 2:一旦我有了线程的 startState,如何将线程发送到 takeoff() 函数(一系列开关状态和 printfs)。

问题 3:StartState 函数应该传递什么?我试图让每个线程记住它的开始状态,以便稍后在代码中我可以让航班“着陆”或“起飞”。

以下是相关代码:10/06 22:37 更新

#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <cstdlib>
#include <iostream>
#include <queue>
#include <unistd.h>
#include <algorithm>
#include <time.h>
#include <ctime> 

#define NUM_THREADS 3       //3 flights

using std::queue;
using std::vector; 

pthread_mutex_t runway1lock;
pthread_mutex_t runway2lock;

bool run1occupied;
bool run2occupied;

struct flight_data{                 //each plane has these characteristics
        //void *FlightID;
    long fid;
        int startState;        // if start=1 ==> taking off    :::     if start=2 ==> landing
        int flyTime;            //fly == randomly generated time (order) of takeoff/land                
};

struct flight_data flightinfo[NUM_THREADS];

void *FlightID(void *flightid){
        struct flight_data *my_flights;
        my_flights = (struct flight_data*)flightid;
        int taskid;
        taskid = my_flights->fid;
 //       long fid;
  //      fid = (long)flightid;
//      printf("Flight #%1d\n", tid);
        pthread_exit(NULL);
}

void Start(struct flight_data my_flights){
        my_flights = (struct flight_data)my_flights;
        int startState;
    srand(time(0));
    my_flights.startState = rand() % 2+1;
        std::string startstring;
        if(my_flights.startState == 1){
                startstring = "Taking off";
        }
        if(my_flights.startState == 2){
                startstring = "Landing";
        }
    for(int i = 1; i<NUM_THREADS+1; i++){
            std::cout << "Start state for Flight # " << i << " is " << startstring << std::endl;
    }
}

void takeoff(struct flight_data my_flights){
    my_flights = (struct flight_data)my_flights;    
    for(int i = 1; i<NUM_THREADS+1; i++){
        int state = my_flights.startState;
        switch(state){  
            case 1:{        //G (GATE)
                std::cout << "Flight # " << flightinfo[i].fid << " is listed as waiting at the gate." << std::endl; 
                std::cout << "Flight # " << flightinfo[i].fid << "'s position in queue for runway: " << flightinfo[i].flyTime << std::endl; 
                sleep(3);
                state = 2;
                break;
            }   
            case 2: {       //Q (queue) -- sets order for use of runway
                queue<pthread_t> queue;
                vector<int> flightTimes;    
                int soonestFlightTime = 10;
                flightTimes.push_back(flightinfo[i].flyTime);           //put all flight times into a vector called flightTimes
                std::sort(flightTimes.begin(), flightTimes.end());      //sort the vector of flightTimes low to high
                std::reverse(flightTimes.begin(), flightTimes.end());       //flips vector -- high(front) to low(back)
                while(!flightTimes.empty()){
                    if (flightinfo[i].flyTime == flightTimes.back()){   //if a thread has the soonest flight time   
                        queue.push(i);      //then put the flight in the runway queue
                        flightTimes.pop_back();     //pop off the soonest flight time 
                    }
                }   
                while(!queue.empty()){
                    if(flightinfo[i].fid == queue.front()){
                        state = 3;
                        queue.pop();
                        sleep(3);
                    }   
                }
                break;
            }
            case 3: {       //CLR (clearance for runway)
                std::cout << "Flight # " << flightinfo[i].fid << " has clearance to move to the runway." << std::endl;  //will go in order of queue
                if(run1occupied){
                    sleep(3);
                }
            //  else if(collide){
            //      state = 7;
            //  }
                else{
                    state = 4;
                }
                break;      
            }
            case 4: {       //RTO (runway takeoff)
                pthread_mutex_lock(&runway1lock);
                run1occupied = true;
                std::cout << "Flight # " << flightinfo[i].fid << " is taking off. Runway occupied. Stand by." << std::endl;
                sleep(3);
                pthread_mutex_unlock(&runway1lock);
                run1occupied = false;
                state = 5;
                break;
            }
            case 5: {       //CZ (cruise)
                std::cout << "Flight # " << flightinfo[i].fid << " is reaching proper altitude and cruising toward destination." << std::endl; 
                sleep(3);
            //  if(!collide){
                    state = 6;
            //  }
            //  else{
            //      state = 7;  //collision!!!
            //  }
                break;
            }
            case 6: {       //RMV (remove from monitoring list)
                std::cout << "Flight # " << flightinfo[i].fid << " has been removed from the monitoring list." << std::endl;
                break; 
            }       
            case 7:{        //COLL (collision)
                std::cout << "Collision in the air. There were many casualties." << std::endl;
                break;
            }
        }
    }
}

void landing(struct flight_data my_flights){
    my_flights = (struct flight_data)my_flights;
    for (int i = 0; i<NUM_THREADS; i++){
        int state = my_flights.startState;
        switch(state){
            case 1:{        //ENTR (enter monitoring list)
                state = 2;
                break;
            }
            case 2:{        //Q (queue)
                //if not the first thing in the queue then state = 4;
                //otherwise state = 3;
            }
            case 3:{        //RWL (runway land)
                state = 5;
                break;
            }
            case 4:{        //HVR (hover)
                //if first in queue then state = 3;
                //otherwise stay here
                //if collision state = 7;
            }
            case 5:{        //CLR (clearance to move to gate)
                //if collision state = 7
                //otherwise state = 6;
            }
            case 6:{        //G (gate)

            }
            case 7:{        //COLL (collision)

            }
        }
    }
}

/*
bool collision(){
    bool collide;
    //random
    if(){
        collide = true;
    }
    else{
        collide = false;
    }
    return collide;
}*/

int main(int argc, char *argv[]){
        pthread_t flights[NUM_THREADS];         //pthread_t keeps a thread ID after the thread is created with pthread_create()
                                                //it's like an index on a vector of threads
        int *taskids[NUM_THREADS];
        int rc;
        long t;
        for (t=1; t<=NUM_THREADS; t++){                                 //loop creates threads(flights)
                printf("In main: Creating flight %1d\n", t);
                flightinfo[t].fid= t;
                rc = pthread_create(&flights[t], NULL, FlightID, (void *)&flights[t]);
                if (rc){
                        printf("ERROR: return code from pthread_create() is %d\n", rc);
                        return (-1);
                }
                printf("Created flight %1d\n", t);
        //      Start(flightinfo[t]);
                flightinfo[t].startState = rand() % 2+1;
                std::cout << flightinfo[t].startState << std::endl;
                if((flightinfo[t].startState)==1){
                        std::cout << "Flight # " << flightinfo[t].fid << " is listed with start state as " << flightinfo[t].startState << std::endl;
                        takeoff(flightinfo[t]);
                        //go to takeoff function and go through switch case     
                }
                if((flightinfo[t].startState)==2){
                        std::cout << "Flight # " << flightinfo[t].fid << " is listed with start state as " << flightinfo[t].startState << std::endl;
                        landing(flightinfo[t]);
                        //go to landing function and go through switch case     
                }
        }
        pthread_exit(NULL);
}
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2 回答 2

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您似乎将 pthread_t 管理变量planes与包含飞行数据的变量混淆了flights

pthread_t 管理变量planes由 pthread 库使用,您实际上应该只将它用作 pthread 库调用的参数,否则就不要管它,不要担心。将变量planes视为您创建的存储区域,然后将其提供给 pthread 库以供使用,这样您就可以将该变量的所有权授予 pthread 库。

因此,首要任务是分离并区分 pthread 管理和线程操作的实际数据之间的差异。

您在多个地方使用 pthread 管理变量 ,planes就好像它是一个飞行数据变量一样。它不是。替换planesflights

        if((flights[t].startState)==1){
                std::cout << "Flight # " << flights[t].fid << " is listed as waiting at the gate." << std::endl;
                void takeoff();
                //go to takeoff function and go through switch case     
        }
        if((flights[t].startState)==2){
                std::cout << "Flight # " << flights[t].fid << " is listed as waiting to land." << std::endl;
                //go to landing function and go through switch case     
        }

您的函数中的这一点源StartState()没有意义。

for(int i = 0; i<NUM_THREADS; i++){
        startState = rand() % 1+2;
}
startState = my_flights->startState;

我想你想用一些随机的开始状态来设置一个特定航班的开始状态。因此,我希望源代码如下所示,因为我假设您对设置特定航班的开始状态感兴趣,并且循环除了练习随机数生成器NUM_THREADS时间之外并没有真正做任何事情,所以循环应该被替换像下面这样。但是,我没有检查您对此的逻辑以及范围是否正确或其他任何内容。

my_flights->startState = rand() % 1+2;

建议的行动方案

您应该将线程视为一个小程序或应用程序。对于这个简单的示例,我建议您首先编写飞行逻辑而不用担心线程。因此,如果您从一个函数开始,假设FlyPlaneFlight ()您将一个飞行变量传递给该函数,然后该函数调用其他函数来执行各种操作,当飞行结束时,它返回给调用者,您可能会处于线程的好位置. 在为单个航班准备好逻辑后,您可以使用 pthread 库通过初始化航班数据来创建多个航班,然后创建一个线程,该线程使用FlyPlaneFlight().

您还需要考虑时间和互动。对于这种模拟,我怀疑您将希望FlyPlaneFlight()拥有一个循环,在该循环中对飞行数据进行更改,然后线程将休眠一两秒钟。作为开始测试,使用具有确定迭代次数的 for 循环,然后将退出,如下所示:

for (int i = 0; i < 100; i++) {
    // modify the flight data
    sleep(1000);   // sleep for a second (1000 milliseconds) then repeat
}

如果这变得更加复杂以至于航班不是独立的但必须以某种方式同步,您将需要查看 pthread 库的线程同步函数。

因此,当您将FlyPlaneFlight()函数包装到pthread_create()函数中时,它可能类似于以下源代码片段:

void *FlightID(void *flightdata){
    struct flight_data *my_flights = (struct flight_data*)flightdata;

    // initialize the flight data as needed
    FlyPlaneFlight (myFlight);
    // print out the myFlight data so that you can see what happened
    pthread_exit(NULL);
}

这个想法是将飞机飞行视为一个对象,并且飞行所需的所有数据都在struct flight_data结构中,并且在大多数情况下,您可以忽略不参与实际飞行模拟而是用于允许模拟多个飞行物体。所以你创建了多个线程,每个线程都有自己的航班数据,然后使用相同的代码来处理航班数据。你做了一些随机化,这样所有不同的航班都会有不同的历史,他们会做不同的事情。

编辑

然后您的 main 将有一个类似于以下内容的循环

for (t=0; t<NUM_THREADS; t++){                    //loop creates threads(flights)
    std::cout << "In main: Creating flight " << t+1 << std::endl;
    flights[t].fid= t+1;
    rc = pthread_create(&planes[t], NULL, FlightID, (void *)&flights[t]);
    if (rc){
        std::cout << "ERROR: return code from pthread_create() is " << rc << std::endl;
        return (-1);
    }
    std::cout << "Created flight " << t << std::endl;
}
pthread_exit(NULL);    // exit the main thread and allow remaining threads to complete

这将创建您的各种线程并让它们运行。在FlyPlaneFlight()函数的循环中,每次通过循环时,您都会打印出类似于以下内容的状态,因此您的FlyPlaneFlight()函数看起来像这样,您将使用一种有限状态机从一个状态移动到另一个状态,可能使用随机数生成器使用rand() 函数滚动虚拟骰子,如这些示例中所示,以确定下一个状态或保持在当前状态:

void FlyPlaneFlight (struct flight_data *my_flights)
{
    for (int i = 0; i < 100; i++) {
        switch (my_flights->startState) {
            case 1:
                std::cout << "Flight # " << my_flights->fid << " is listed as waiting at the gate." << std::endl;
                // now move the flight state to the next state.
                break;
            case 2:
                std::cout << "Flight # " << my_flights->fid << " is listed as waiting to land." << std::endl;
                // now move the flight state to the next state.
                break;
            // other case statements for other flight states and moving between the
            // various flight states.
        }
        sleep (1000);  // sleep this thread for one second (1000 milliseconds) then repeat
    }
}

编辑 #2 基于源更新 10/06 在 22:37

在您的源代码中,您有一个全局数组变量 ,flights您正尝试通过源代码直接访问该变量。这是一个导致你陷入问题的错误。您需要做的是让您的线程创建调用以将航班的特定数组元素分配给特定线程。然后,您不必担心航班数组,而是仅使用分配给该线程的特定元素。

例如使用下面的线程创建,它创建一个线程并将一个唯一的数组元素分配给正在创建的线程。

rc = pthread_create(&planes[t], NULL, FlightID, (void *)&flights[t]);

线程入口函数FlightID()接受一个指向该数组元素的指针作为参数,因此此时对飞行数据进行操作的任何函数flights[t]都可以使用该指向该数组元素的指针。这些功能应该只关心他们的特定航班,而不是其他所有人的航班。

同样在线程启动后,该函数FlightID()及其调用的任何函数都不应再关心其他线程,因此NUM_THREADS这些函数中的所有这些循环都不应该存在。

这个想法是有一个小程序,FlightID()它通过在特定航班上运行的调用来启动。然后使用多个线程,每个线程从FlightID(). 所以这类似于main()成为 C/C++ 程序的入口点的想法,其中main()有一些参数并且您的程序从 main() 开始。在线程的情况下,线程从线程入口函数开始,在你的情况下是FlightID().

我在 FlyPlaneFlight() 中有一个循环的原因是为特定飞行的有限状态机提供一系列状态更改。换句话说,循环内部是飞机飞行。

看看我建议的线程创建循环和你的之间的区别。我的只是创建线程。你的创建线程,然后尝试用航班数组元素来做事情,它现在应该属于创建的线程而不是主线程。

于 2013-10-06T15:15:15.987 回答
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所有这些变量似乎都存储在flights数组中,而不是planes数组中。

于 2013-10-06T02:23:17.173 回答